活性炭催化燃燒廢氣處理設備

隨著國家經(jīng)濟不斷增長，化工廠、制藥廠、噴漆、印刷等迅速增加，導致我國各地大氣污染污染狀況不容樂觀,尤其是有機廢氣污染。隨著國家對大氣環(huán)境污染越來越重視,相關的環(huán)保產(chǎn)業(yè)也隨之不斷壯大和發(fā)展,針對有機廢氣處理設備也呈現(xiàn)出多種多樣,廠家也越來越多,各自也有各自的的特點。對于客戶來說,一般處理廢氣的原理可以理解,但是是否能夠達到預期的處理效果,確有所顧慮。對于設計單位來說,怎樣為客戶提供一套既可靠又經(jīng)濟的處理設備才是關鍵。我公司根據(jù)客戶具體參數(shù)設計出合理方案，催化燃燒廢氣處理作為一種高效凈化設備，越來越受到環(huán)保行業(yè)的重視，使得活性炭催化燃燒設備的使用越來越普及，帶動了催化燃燒技術的核心部件催化劑的發(fā)展。活性炭吸附濃縮催化燃燒因其凈化效率高，耗電量低，維護費用少、安全可靠等優(yōu)勢被廣泛用于涂裝行業(yè)、電子長、印刷長、橡膠廠、皮革廠、家具廠、以及化工車間里有害廢氣的凈化及臭味的消除，至今已經(jīng)取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。

活性炭催化燃燒廢氣處理設備

工作原理：根據(jù)吸附（效率高）和催化燃燒（節(jié)能）兩個基本原理設計的，即吸附濃縮－催化燃燒法，本裝置由前置預處理裝置、活性炭吸附脫附裝置、催化燃燒裝置、電力控制系統(tǒng)以及風機組成，其工作原理是依靠貴金屬催化劑的作用，有機廢氣中的可燃成在較低的溫度下氧化分解凈化的方法。

催化燃燒法是在催化劑的作用下，將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O，是凈化碳氫化合物廢氣，消除惡臭的有效手段之一。RCO技術已成為VOCs控制的主流技術。但關鍵問題在于如何提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，提高催化劑適用性，以及降低催化劑成本。

RCO作用原理是：一、是催化劑對VOC分子的吸附，提高了反應物的濃度，第二步是催化氧化階段降低反應的活化能，提高了反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無氧燃燒，分解成CO2和H2O放出大量的熱，與直接燃燒相比，具有起燃溫度低，能耗小的特點，某些情況下達到起燃溫度后無需外界供熱，反應溫度在200-400℃。

 活性炭吸附脫附催化燃燒過程

廢氣收集：在保證集氣和排風效果的基礎上，集氣罩的配置應與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，盡量不影響工藝操作。同時盡量減少排風量，以減輕吸附裝置的負擔。

預處理：吸附法對廢氣中的粉塵、氣溶膠和一些引起分子篩中毒的物質(zhì)要求嚴格，在廢氣進入吸附器之前必須將粉塵、漆霧處理干凈，并對氣溶膠進行破壞。預處理設備應根據(jù)廢氣的成分、性質(zhì)和影響吸附過程的物質(zhì)及含量進行選擇。

吸附裝置：選擇合適的分子篩，在分子篩選定后，分子篩用量應根據(jù)一個吸附周期內(nèi)吸附床層的動態(tài)吸附量確定。吸附器的凈化效率應不低于90%，同時裝置出口污染物的排放濃度應低于國家、地方和行業(yè)相關排放標準的要求。吸附器的壓力損失宜低于4kPa。

催化燃燒裝置：催化劑的工作溫度應低于700℃，并能承受900℃短時間高溫沖擊。設計工況應大于8500h。催化燃燒裝置的空速宜大于10000h-1，但不應高于4000h-1。進入燃燒室的氣體溫度應達到氣體組分催化劑上的引燃溫度，混合氣體按照引燃溫度高組分確定。催化燃燒裝置的壓力損失應低于2kPa。治理后產(chǎn)生的高溫煙氣宜進行熱能回收。

脫附：利用熱氣流脫附時，嚴格控制進入吸附器的熱氣流的溫度，吸附器尾氣中的有機物濃度不能超過其爆炸極限下限的25%濃度限制，不能有造成爆炸的危險。   

催化燃燒后處理：經(jīng)過催化燃燒后產(chǎn)生的高溫煙氣的余熱。在大多數(shù)情況下是用于吸附器的再生，降低設備的運行費用，也可以用于余熱鍋爐或引入生產(chǎn)工藝中。利用高溫煙氣的余熱對吸附器進行再生的方式有兩種：一是通過冷風機在高溫煙氣中補充部分新鮮空氣，使煙氣溫度降到分子篩再生所需要的溫度后直接引入吸附器進行分子篩的再生。二是增加一個氣-氣換熱器，利用高溫煙氣加熱新鮮空氣至分子篩脫附所需要的溫度后引入吸附器進行分子篩的脫附。

 催化燃燒-應用前提

1、廢氣中粉塵、顆粒物比較多時要進行預處理。

2、廢氣中不含硅、砷、重金屬等導致催化劑中毒成分。

3、廢氣中鹵素、硫、磷等成分濃度不宜過高。

4、廢氣中不含粘性物質(zhì)。

5、廢氣濃度相對穩(wěn)定。

六、催化燃燒-應用效果

安全性能：

（1）嚴謹?shù)南到y(tǒng)設計，針對多種工況條件均設計相應的應對措施。

（2）低溫、無焰燃燒降低明火的各種風險。

（3）長期、穩(wěn)定的轉化效率保障廢氣組分濃度的一致性，能夠保障防爆措施的有效性。

高效性能：

（1）定制化的催化劑設計，合理的催化劑載體選型，有效的布置結構，充分提升催化劑的理論轉化效率。

（2）嚴謹?shù)拇呋D化裝置結構設計，合理的氣流分布，適宜的保溫措施，充分保障催化床反應溫度，有效保證轉化效率一致性。

催化劑

貴金屬催化劑：Pt，Pd，Rh等貴金屬催化劑，成熟、工業(yè)應用廣泛的；特點：活性高，選擇性好。

過渡金屬氧化物催化劑：非貴金屬及其氧化物Mn、Cu、Cr、Ni、Ce、Zr等及其氧化物或復合氧化物催化劑。主要特點是：成本低、制備簡單、針對一些特殊污染物有較高的活性。目前已有較成熟的Cu-Mn-O催化劑在工業(yè)中應用，但是范圍不廣。

催化劑作用特點

催化劑能夠加快化學反應速度，但它本身并不進入化學反應的計量。

催化劑對反應具有選擇性，即催化劑對反應類型、反應方向和產(chǎn)物的結構具有選擇性。

催化劑只能加速熱力學上可能進行的化學反應，而不能加速熱力學上無法進行的反應。

催化劑只能改變化學反應的速度，而不能改變化學平衡的位置。

催化劑不改變化學平衡，意味著對正方向有效的催化劑，對反方向的反應也有效。

影響吸附效果的因素

活性炭的吸附能力主要是受其本身的比表面積、孔隙大小、分子間力、化學鍵合成等因素影響;而在實際應用中，對活性炭裝置的設計，關鍵是活性炭的過濾面積、過濾風速、活性炭的層厚。活性炭過濾風速在《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范》(HJ2026—2013)中，可以查到固定床吸附，采用顆粒狀吸附劑氣體流速宜低于0.6m/s，采用纖維狀吸附劑氣體流速宜低于0.15m/s，采用蜂窩狀吸附劑氣體流速宜低于1.2m/s;過濾面積即可根據(jù)處理風量和過濾風速計算得出。碳層厚度的設計，就需要結合廢氣的產(chǎn)生濃度、去除效率、活性炭的更換時長等因素進行。一般會采用2種方式計算碳層厚度：一是，根據(jù)活性炭需要的更換周期，來確定活性炭的總的裝填量，之后再根據(jù)過濾面積計算碳層厚度;二是，在考慮吸附箱尺寸大小、碳層風阻、過濾風速的情況下，依照經(jīng)驗直接選定一個厚度值。以上設計基于活性炭的吸附速率為一個恒定值或者無限大到可忽略不計的情況下設計的。而實際中吸附速率目前還不能有效計算出，不同的碳、不同的過濾風速、不同的風壓等等，都會影響碳層的速率吸附速率。實際中影響碳層吸附速率的因素有：吸附質(zhì)濃度、風壓、溫度、活性炭比表面積等等，各條件參數(shù)之間的關系可以表示為以下公式：

停留時間確定后，活性炭的厚度即可根據(jù)設計的過濾風速計算得出。同樣的條件下，一般活性炭層的厚度越厚，其去除效率也會越高，但實際應用中，為提高設備的經(jīng)濟性，通常要考慮碳層厚度不能無限制的加厚，因此對于活性炭層厚度的選擇，需要根據(jù)去除效率要求和碳本身的吸附速率，進行有效設計計算。通過圖1可以看出，(1)碳層厚度選擇小，吸附速率慢，碳層就會容易被穿透，導致去除效率降低;(2)碳層厚度選擇大，吸附速率快，碳層就不容易被穿透，碳可以長時間使用。

產(chǎn)品特點 ：

1）系列產(chǎn)品設計*，布局合理、被廣大用戶和專家總結出以下特點：

2）操作方便：設備工作時，實現(xiàn)自動控制。

3）能耗低：設備啟動，僅需1530分鐘升溫至起燃溫度，耗能僅為風機功率，濃度較低時自動補償。

4）安全可靠：設備配有阻火除塵系統(tǒng)、防爆泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及先進自控系統(tǒng)。

5）阻力小，凈化率高：采用當今先進的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑，比表面積大。

6）余熱可回用：余熱可返回烘道，降低原烘道中消耗功率；也可作其它方面的熱源。

7）占地面積小：僅為同行業(yè)同類產(chǎn)品的7080，且設備基礎無特殊要求。

8）使用壽命長：催化劑一般8000小時更換，并且載體可再生。

9） 可同時去除多種有機污染物；

適用范圍：

應用行業(yè)包括石油、化工、橡膠、油漆、涂裝、家俱、印制鐵罐、印刷等行業(yè)中產(chǎn)生的中高濃度有機廢氣的凈化處理，可處理的有機物質(zhì)種類包括、酮類、酯類、酚類、醛類、醇類、醚類和烴類等等。

1）可用于有機溶劑的凈化處理（苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有機廢氣）。

2）適用于電線、電纜、漆包線、機械、電機、化工、儀表、汽車、自行車、摩托車、發(fā)動機、磁帶、塑料、家用電器等行業(yè)的有機廢氣凈化。

3）可用于各種烘道、印鐵制罐、表面噴涂、印刷油墨、電機絕緣處理、皮鞋粘膠等烘干流水線，凈化各工序產(chǎn)生的有機廢氣。